用于大涡喷雾模拟的亚格子尺度能量耗散率模型
流体动力学
2020-01-22 v1
摘要
在高雷诺数湍流中，能量耗散是指由分子黏性引起的动能向内能的转移过程。在采用一方程湍流模型的大涡模拟（LES）中，能量耗散过程由亚格子尺度（SGS）动能输运方程中的速率项来建模。尽管其在维持解析尺度与SGS尺度间恰当的能量平衡方面具有重要作用，能量耗散率的建模却鲜受关注。本文基于衰减各向同性湍流直接数值模拟（DNS）研究的结果，开发了一个属于动态结构族的SGS模型。该模型利用伦纳德型项、SGS黏性以及特征尺度项来预测LES中的能量耗散率。该模型的后验测试已在直喷汽油机与柴油机类条件下进行。喷雾特征如穿透率与混合分数已被考察。研究发现，由于该SGS模型正确地将SGS能量耗散率按SGS动能与LES滤波器宽度缩放，其在汽油与柴油喷雾条件下均能跨不同网格分辨率准确预测气相穿透。相比之下，文献中广泛使用的经典模型预测的能量耗散率随网格分辨率缩放，表现出明显的网格依赖性。
引用
@article{arxiv.2001.07654,
title = {A Sub-grid Scale Energy Dissipation Rate Model for Large-eddy Spray Simulations},
author = {Hongjiang Li and Christopher J. Rutland and Francisco E. Hernandez Perez and Hong G. Im},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.07654},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 8 figures, Submitted to ILASS-Americas 30th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Tempe, AZ, May 2019